Nem, nem kolbász – Hidrogén tartály a Linamartól

A Toyota Mirai és a Nikola Tre hengeralakú tartályokat használ fedélzeti hidrogéntárolásra, de a Linamar Flexform alakítható tárolási megoldása új lehetőségeket kínál. Már az 1860-as Hippomobile óta a hidrogén szerepet játszik a közlekedésben. Ma a legtöbb hidrogéntárolási megoldás hengeralakú tartályokra épül, de más alternatívák is léteznek. Egy nemrégiben, a Bosch által szervezett eseményen az SAE Media megismerkedett a Linamar Flexform alakítható tárolórendszerével, amely a vállalat szerint ugyanannyi vagy kevesebb anyagot használ egy adott tárolókapacitáshoz, miközben a hagyományos hengertartályokhoz képest 5-25%-kal nagyobb térfogati hatékonyságot biztosít.

A Linamar mérnökei szerint a tér egy szabályos határoló dobozként értelmezhető, ahol a veszteség csupán a sarkok körüli területen jelentkezik, nagyjából 5-10% körül. A Flexform igazán ott mutatja meg előnyeit, ahol szabálytalan formájú helyekhez kell alkalmazkodni, például a járműváz keresztmerevítői között. A Linamar egyik tanulmánya egy meg nem nevezett hidrogénmeghajtású furgon esetében, amelynél a tárolót a keresztmerevítők közé, alá és köré helyezték el, 55%-kal nagyobb hidrogéntárolási kapacitást eredményezett, mint amit hengeralakú tartályokkal el lehetett volna érni.

A jelenlegi Flexform konfigurációk 40-80 mm átmérőjűek, és egy bélésből állnak, amelyet szénszálas fonattal burkolnak. Az elkészítés során a kívánt alakra hajlítják, rögzítéseket adnak hozzá, gyantával bevonják, majd kemencében kikeményítik. Ha az ügyfél igényli, a Linamar be is építheti az összeállítást egy meglévő alvázkonstrukcióba. A kutatás-fejlesztés, tesztelés és hitelesítés a detroiti McLaren Engineering központjában történik, míg a gyártás a kanadai Guelphben zajlik. A GTR-13 második fázisának tanúsítása várhatóan 2025 első negyedévében készül el. Más vállalatok, például a Forvia, szintén kutatják a nem hengeralakú hidrogéntartályokat.

A hidrogéntárolásnak öt fő típusa van. Az I. típus teljesen fémből készült hengerekből áll. A II. típus fémbélésű, terhelést viselő hengereket (általában acél vagy alumínium ötvözet) használ, üvegszálas kompozit burkolattal és részleges erősítéssel. A III. típus nem terhelést viselő, alumíniumbélésű hengerekből áll, amelyeket teljes szénszálas kompozit burkolattal erősítenek meg. A IV. típus nem terhelést viselő, műanyag/kompozit bélésű hengereket alkalmaz, kompozit burkolattal és termoplasztikus polimerekkel kombinálva. Az V. típus teljes kompozit, bélés nélküli tartályokat jelent, amelyeket tárolásra, repüléstechnikai alkalmazásokra és tüzelőanyagcellás járművekhez (FCEV) fejlesztenek kísérleti fázisban.

A standard IV. típusú sűrített hidrogéntartályok már elérhetőek 700 bar (10 000 psi) feletti nyomáson, lehetővé téve a légi és közlekedési alkalmazásokat. Például a Hexagon Purus IV. típusú tartályai 950 bar nyomást is elérhetnek. A Toyota 2002 óta használ IV. típusú tartályokat a Mirai-alapú üzemanyagcellás járműveiben és a Class 8-as Kenworth T680 teherautóiban. A vállalat szerint a házon belül fejlesztett tartályokat először 2005-ben demonstrálták a Toyota FCHV-ban.

A Nikola Tre FCV is IV. típusú, 700 bar-os hengereket használ. A Nikola hidrogéntárolásért felelős vezetője, Livio Gambone szerint a legjobb forma nyomástartó tartályhoz egy gömb lenne, de a járműben rendelkezésre álló hely miatt a következő legjobb megoldás a henger. Még nagyobb járművek, például vonatok esetében is valószínűleg a hengeralakú tartályok hexagonális elrendezése lenne a leghatékonyabb.

A Toyota Gazoo Racing egy ovális alakú folyékony hidrogéntartállyal szerelte fel versenyautóját a 2024-es Fuji 24 órás versenyen, amely több mint 200%-kal növelte a hatótávot a gázhalmazállapotú hidrogénhez képest. A Gazoo Racing elnöke, Tomoya Takahashi szerint elérték azt a pontot, ahol most már egyenrangúak a benzinnel működő autókkal, és megmutatták, hogy a hidrogén ugyanolyan szórakoztató lehet, mint a benzin a motorsportokban.

Forrás: SAE, linamar.com